Aplicação do método FDTD para avaliação da resposta de linhas de transmissão e aterramentos elétricos frente a descargas atmosféricas

• Autor(a) principal: Victor Alves Silva e Melo
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-AX2MZM
• topic: Engenharia elétrica; Raio; Engenharia elétrica; Linhas elétricas; Correntes elétricas Aterramento

Este trabalho apresenta os conceitos básicos relacionados ao método das diferenças finitas no domínio do tempo (Finite Difference Time Domain) e o desenvolvimento de uma modelagem computacional baseada neste método e ajustada para obtenção da resposta de linhas de transmissão e aterramentos elétricos frente a descargas atmosféricas. A aplicação do método requer somente o conhecimento da geometria do sistema sob investigação e das constantes elétricas do meio, como resistividade e permissividade elétricas, sem que sejam adotadas simplificações para a representação dos elementos do sistema.A implementação computacional foi desenvolvida em ambiente MatLab e aplicada para o cálculo de tensões e correntes em diferentes configurações de sistemas elétricos, com foco nos aterramentos elétricos e nas linhas de transmissão. Os resultados de elevação de potencial do solo e sobretensão em isoladores de linhas de transmissão apresentam boa concordância com dados apresentados em artigos tradicionais da literatura e obtidos por simulações com o modelo eletromagnético híbrido (Hybrid Electromagnetic Model), denotando a aplicabilidade da ferramenta computacional para análises frente a correntes impulsivas de descargas atmosféricas. A comparação com resultados medidos em sistemas de pequenas dimensões, tais como condutores paralelos para análise do efeito crosstalk e condutores horizontais com uma extremidade aberta para avaliação de reflexões das ondas de tensão, indicou pequenas diferenças, da ordem de 5 % nos casos mais críticos. As simulações de linhas de transmissão e aterramentos elétricos geraram resultados muito próximos aos obtidos com a aplicação do modelo HEM, sendo as maiores diferenças inferiores a 15% e 5% nos valores de pico e cauda das sobretensões, respectivamente